汉武帝时期，国力强盛，为解决匈奴问题以及“凿空”西域做好了充分准备。这个时期，涌现出诸多文臣武将，皆以抵御匈奴、建立功业、报效国家为实现个人价值的途径。《后汉书·班超传》论曰：“汉世有发愤张胆，争膏身于夷狄以要功名，多矣。”在抵御匈奴的战争中，尤以卫青、霍去病、李广、苏武等人为代表，他们以在抵御外辱的斗争中展现出来的自强不息的开拓进取精神而彪炳史册。
汉武帝时期，随着疆域的开拓，华夏族活动范围日渐扩大，其影响也随之扩展，形成了新的民族——汉族。汉族又与匈奴族、西域各族等少数民族相融合，组成以汉族为主体，以少数民族为重要组成部分的中华民族。西汉时期，汉族与匈奴族的关系主要表现为战争，谈不上民族融合。东汉时期，南部匈奴内迁，服从汉帝国的统治，匈奴族逐渐学习并认同汉文化，标志着匈奴融入了中华民族大家庭。汉帝国在北线与匈奴作战的同时，在西线对西域的经营取得了巨大成功。
西域，泛指敦煌阳关、玉门关以西的广大地区。秦汉时期，西域各族有三十六个国家。张骞出使西域之前，汉帝国通往西域的道路还没有打通。出于抗击匈奴的战略需要，汉武帝派探险家张骞出使西域。陌生的西域对张骞等人来说，无疑是一次严峻的考验。但张骞毅然接受了这个任务，招募勇士百余人，于公元前138年，开始了这次极富有挑战性的西行探险。途径匈奴统治区时，张骞被扣押十余年，后得以逃脱，历经磨难，到达西域。虽然联合大月氏人共同进攻匈奴的愿望没有实现，但张骞却不虚此行。他在西域的经历与见闻，为汉朝开发西域提供了第一手资料。公元前119年，汉武帝派张骞组建更大规模的使团，第二次出使西域。他们带去了大批内地物产，到西域各国分头活动，增进了汉族与西域各族人民的感情。